JP2022074766A - Washing machine - Google Patents

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Abstract

To reduce time necessary for detection of disconnection in a motor for rotatably driving a rotary tub while accurately detecting the disconnection.SOLUTION: A washing machine of the embodiment includes a motor that is a three-phase brushless DC motor for rotatably driving a rotary tub and rotatably driving a pulsator via a reduction gear, a PWM control-type inverter circuit for driving the motor, a current detection unit for respectively detecting three-phase currents of the motor, a control unit for vector-controlling the motor via the inverter circuit, a disconnection detecting unit, and an abnormality processing unit for stopping the rotation of the motor and giving abnormality information when the disconnection detecting unit detects disconnection. The disconnection detecting unit carries out smoothing processing which smooths the current values detected by the current detection unit in a period for the motor to rotatably drive the pulsator via the reduction gear, and determines the disconnection if a state where the current value of one of the three phases is equal to or lower than a specified value compared with the current value of at least one of the remaining two phases continues for predetermined time.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、洗濯機に関する。 Embodiments of the present invention relate to a washing machine.

洗濯機において、衣類が収容される回転槽を回転駆動するための三相ブラシレスＤＣモータであるモータの断線検出を行う技術として、次のような従来技術が挙げられる。第１の従来技術は、モータを駆動するインバータ回路の入力電流の最大値と平均値との差により断線を検出するものである。第２の従来技術は、三相個別に検出されるモータの相電流を平滑したうえで、それら三相の電流のうち一相の電流値と他の二相の電流値との比較結果に基づいて断線を検出するものである。 As a technique for detecting disconnection of a motor, which is a three-phase brushless DC motor for rotationally driving a rotary tub in which clothes are housed in a washing machine, the following conventional techniques can be mentioned. The first prior art technique detects disconnection by the difference between the maximum value and the average value of the input current of the inverter circuit that drives the motor. The second conventional technique is based on the result of comparing the current value of one phase of the currents of the three phases with the current values of the other two phases after smoothing the phase currents of the motors detected individually for the three phases. It detects disconnection.

第３の従来技術は、モータの各相間の線間電圧が基準値以上であり且つモータの相電流が閾値以下である状態が所定時間継続した場合に断線と判定するものである。第４の従来技術は、断線が疑われる場合に特別なモータ通電を行うことにより検出精度を向上させるものである。第５の従来技術は、瞬時断線で発生するモータ過電流をコンパレータにより素早い応答でもって検出するものである。 The third conventional technique determines that the wire is broken when the line voltage between each phase of the motor is equal to or higher than the reference value and the phase current of the motor is equal to or lower than the threshold value for a predetermined time. The fourth prior art technique improves the detection accuracy by energizing a special motor when a disconnection is suspected. In the fifth prior art, the motor overcurrent generated by the instantaneous disconnection is detected by the comparator with a quick response.

特開平１０－１４５９６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-145960 特開２００９－６１１６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-61164. 特開２０１５－２１３６６６号公報JP-A-2015-213666 特開２０１７－２０５２８６号公報JP-A-2017-205286 特開２０１９－７２１７５号公報JP-A-2019-72175

第１の従来技術では、負荷変動が大きい場合には、断線が発生していない状態であっても入力電流の最大値と平均値との差が大きくなることから誤検知が発生し易いという課題がある。第２の従来技術では、相電流を平滑する必要があることから応答時間が比較的長くなるという課題があり、また、半断線や回転揺れ時の瞬時断線を検出することができないという課題がある。 In the first conventional technique, when the load fluctuation is large, the difference between the maximum value and the average value of the input current becomes large even in the state where the disconnection does not occur, so that false detection is likely to occur. There is. The second conventional technique has a problem that the response time is relatively long because it is necessary to smooth the phase current, and there is a problem that it is not possible to detect a half disconnection or an instantaneous disconnection at the time of rotational fluctuation. ..

第３の従来技術では、運転などの状況によっては、線間電圧および相電流に位相ずれが生じるため、誤検知が発生し易いという課題がある。第４の従来技術は、実際の運転動作中に行うことができる方法ではなく、あくまでも補完的なものとなっている。第５の従来技術では、モータの高速回転中には断線が発生した状態であってもモータ電流が増加し難いことから、コンパレータによる判定が困難になるという課題がある。 The third conventional technique has a problem that erroneous detection is likely to occur because a phase shift occurs in the line voltage and the phase current depending on the situation such as operation. The fourth prior art is not a method that can be performed during an actual driving operation, but is merely complementary. The fifth conventional technique has a problem that it is difficult to make a determination by a comparator because the motor current is unlikely to increase even when a disconnection occurs during high-speed rotation of the motor.

そこで、回転槽を回転駆動するモータの断線を精度良く検出しつつ断線検出に要する時間を短くすることができる洗濯機を提供する。 Therefore, a washing machine capable of shortening the time required for detecting a disconnection while accurately detecting the disconnection of a motor that drives the rotary tub to rotate is provided.

実施形態の洗濯機は、衣類が収容される回転槽と、前記回転槽の内部に回転可能に設けられるパルセータと、前記回転槽を回転駆動するとともに減速ギアを介して前記パルセータを回転駆動する三相ブラシレスＤＣモータであるモータと、前記モータを駆動するＰＷＭ制御方式のインバータ回路と、前記モータの三相の電流を個別に検出する電流検出部と、前記インバータ回路を介して前記モータをベクトル制御する制御部と、前記モータの断線を検出する断線検出部と、前記断線検出部により断線が検出されると前記モータの回転を停止させるとともに異常報知を行う異常処理部と、を備える。前記断線検出部は、前記モータが前記減速ギアを介して前記パルセータを回転駆動する期間中に前記電流検出部により検出された電流値について平滑化する平滑化処理を実行し、前記三相の電流のうち一相の電流値が他の二相の電流値のうち少なくとも一方の電流値に比較して所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に断線を検出する。 The washing machine of the embodiment has a rotary tub in which clothes are housed, a pulsator rotatably provided inside the rotary tub, and a rotary drive of the rotary tub and a rotary drive of the pulsator via a reduction gear. Vector control of the motor via a motor that is a phase brushless DC motor, a PWM control type inverter circuit that drives the motor, a current detection unit that individually detects the three-phase current of the motor, and the inverter circuit. It is provided with a control unit for detecting a disconnection of the motor, a disconnection detecting unit for detecting the disconnection of the motor, and an abnormality processing unit for stopping the rotation of the motor and notifying the abnormality when the disconnection is detected by the disconnection detecting unit. The disconnection detection unit executes a smoothing process for smoothing the current value detected by the current detection unit during the period in which the motor rotationally drives the pulsator via the reduction gear, and the three-phase current. A disconnection is detected when the state in which the current value of one phase is equal to or less than a predetermined value as compared with the current value of at least one of the current values of the other two phases continues for a predetermined time.

第１実施形態に係る洗濯機の構成を模式的に示す一部の縦断側面図A partial vertical sectional side view schematically showing the configuration of the washing machine according to the first embodiment. 第１実施形態に係る制御ユニットを中心とした洗濯機の電気的構成を模式的に示す機能ブロック図A functional block diagram schematically showing an electrical configuration of a washing machine centered on a control unit according to the first embodiment. 第１実施形態に係る洗濯機の電気的構成を模式的に示す回路図A circuit diagram schematically showing the electrical configuration of the washing machine according to the first embodiment. 第１実施形態に係るモータのステータの構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the stator of the motor which concerns on 1st Embodiment 第１実施形態に係るモータのロータの構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the rotor of the motor which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る水流形状を模式的に示す図The figure which shows typically the water flow shape which concerns on 1st Embodiment 第１実施形態に係る平滑化処理を実施する前後のモータの三相の電流値を模式的に示すタイミングチャートA timing chart schematically showing the current values of the three phases of the motor before and after performing the smoothing process according to the first embodiment. 第２実施形態に係る断線検出の流れを示すフローチャートA flowchart showing the flow of disconnection detection according to the second embodiment.

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１～図７を参照して説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and the description thereof will be omitted.
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

＜洗濯機の構成＞
図１に示すように、洗濯機１００は、その外郭を構成する外箱１０１の内部に、上面が開放した有底円筒状の水槽１０２が弾性吊持機構１０３によって弾性的に支持されている。水槽１０２の内部には、上面が開放した有底円筒状の回転槽１０４が回転可能に設けられている。回転槽１０４は、その内部に洗濯物となる衣類を出し入れ可能に収容されるものである。 <Washing machine configuration>
As shown in FIG. 1, in the washing machine 100, a bottomed cylindrical water tank 102 having an open upper surface is elastically supported by an elastic suspension mechanism 103 inside an outer box 101 constituting the outer box 101. Inside the water tank 102, a bottomed cylindrical rotary tank 104 having an open upper surface is rotatably provided. The rotary tub 104 is for accommodating clothes to be laundry in and out of the rotary tub 104.

回転槽１０４の底部には、当該回転槽１０４の底部を補強するための補強部材１０５が設けられている。回転槽１０４は、垂直な軸線を中心に回転するように構成されており、洗濯物を洗う洗い運転が行われる洗い行程および洗濯物をすすぐすすぎ運転が行われるすすぎ行程における洗濯槽、および、洗濯物を脱水する脱水運転が行われる脱水行程における脱水槽として兼用される。つまり、洗濯機１００は、回転槽１０４の回転中心軸が垂直方向に延びるいわゆる縦軸型洗濯機である。 The bottom of the rotary tank 104 is provided with a reinforcing member 105 for reinforcing the bottom of the rotary tank 104. The rotary tub 104 is configured to rotate about a vertical axis, and is a washing tub in which a washing operation for washing laundry is performed and a washing process in which a rinsing operation for rinsing laundry is performed, and washing. It is also used as a dehydration tank in the dehydration process in which a dehydration operation for dehydrating an object is performed. That is, the washing machine 100 is a so-called vertical axis type washing machine in which the rotation center axis of the rotary tub 104 extends in the vertical direction.

回転槽１０４は、その周壁部に多数の孔１０６を有している。これらの孔１０６は貫通しており、通水および通気が可能である。なお、図１には多数の孔１０６のうち一部だけを示している。回転槽１０４の上部には、例えば塩水などの液体が封入された合成樹脂製のバランスリング１０７が取り付けられている。回転槽１０４の内部、具体的には内底部には、撹拌体として例えば合成樹脂で形成されたパルセータ１０８が回転可能に設けられている。水槽１０２の下部には排水経路１０９が設けられている。排水経路１０９には排水弁１１０が設けられており、排水弁１１０が開放されることにより、水槽１０２内の水が機外に排出される。また、水槽１０２の底部には、水位検知用のエアトラップ１１１が設けられている。 The rotary tank 104 has a large number of holes 106 in the peripheral wall portion thereof. These holes 106 penetrate and allow water and ventilation. Note that FIG. 1 shows only a part of the large number of holes 106. A balance ring 107 made of synthetic resin in which a liquid such as salt water is sealed is attached to the upper part of the rotary tank 104. Inside the rotary tank 104, specifically, at the inner bottom portion, a pulsator 108 made of, for example, a synthetic resin is rotatably provided as a stirrer. A drainage path 109 is provided at the bottom of the water tank 102. A drain valve 110 is provided in the drainage path 109, and when the drain valve 110 is opened, the water in the water tank 102 is discharged to the outside of the machine. Further, an air trap 111 for detecting the water level is provided at the bottom of the water tank 102.

水槽１０２の下部の中央部には駆動機構部１１２が設けられている。駆動機構部１１２は、モータ１１３およびクラッチ兼減速ギアが含まれたクラッチ機構部１１２ａなどを備えている。駆動機構部１１２は、洗い行程時またはすすぎ行程時においては、クラッチ機構部１１２ａにより回転力をパルセータ１０８に伝達する。このため、洗い行程時またはすすぎ行程時に回転槽１０４は回転駆動されず、パルセータ１０８だけが回転駆動される。このとき、パルセータ１０８は、１／５減速されて回転駆動されるとともに、正転方向および反転方向に交互に回転される。 A drive mechanism unit 112 is provided in the central portion of the lower portion of the water tank 102. The drive mechanism unit 112 includes a motor 113 and a clutch mechanism unit 112a including a clutch / reduction gear. The drive mechanism unit 112 transmits the rotational force to the pulsator 108 by the clutch mechanism unit 112a during the washing stroke or the rinsing stroke. Therefore, the rotary tank 104 is not rotationally driven during the washing process or the rinsing process, and only the pulsator 108 is rotationally driven. At this time, the pulsator 108 is decelerated by 1/5 and driven to rotate, and is rotated alternately in the forward rotation direction and the reverse rotation direction.

また、駆動機構部１１２は、脱水行程時においては、モータ１１３の回転力をクラッチ機構部１１２ａによりパルセータ１０８および回転槽１０４に伝達する。このため、脱水行程時にパルセータ１０８は、回転槽１０４と一体に回転駆動される。このとき、回転槽１０４は減速無しで回転駆動される。このように、モータ１１３は、回転槽１０４を回転駆動するとともに減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する。 Further, the drive mechanism unit 112 transmits the rotational force of the motor 113 to the pulsator 108 and the rotary tank 104 by the clutch mechanism unit 112a during the dehydration stroke. Therefore, during the dehydration stroke, the pulsator 108 is rotationally driven integrally with the rotary tank 104. At this time, the rotary tank 104 is rotationally driven without deceleration. In this way, the motor 113 rotationally drives the rotary tank 104 and rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear.

外箱１０１の上部には、トップカバー１１４が設けられている。トップカバー１１４には、洗濯物出入口を開閉する例えば二つ折り式の蓋１１５が開閉可能に設けられている。なお、水槽１０２の上部には、図示しない槽カバーが開閉可能に取り付けられている。トップカバー１１４の前部には、操作パネル１１６が設けられている。操作パネル１１６の裏側には、洗濯機１００の動作全般を制御する制御ユニット１１７が配置されている。トップカバー１１４内の後部には、水源からの水を水槽１０２内に供給する給水機構部１１８が設けられている。給水機構部１１８は、図示しない給水弁や水槽１０２に連通する図示しない給水経路などを備えており、制御ユニット１１７が給水弁の開閉を制御することにより、水槽１０２内への給水が制御される。 A top cover 114 is provided on the upper part of the outer box 101. The top cover 114 is provided with, for example, a two-fold type lid 115 that can be opened and closed to open and close the laundry entrance and exit. A tank cover (not shown) is attached to the upper part of the water tank 102 so as to be openable and closable. An operation panel 116 is provided on the front portion of the top cover 114. On the back side of the operation panel 116, a control unit 117 that controls the overall operation of the washing machine 100 is arranged. At the rear part of the top cover 114, a water supply mechanism portion 118 for supplying water from the water source into the water tank 102 is provided. The water supply mechanism unit 118 includes a water supply valve (not shown), a water supply path (not shown) communicating with the water tank 102, and the like, and the control unit 117 controls the opening and closing of the water supply valve to control the water supply into the water tank 102. ..

＜制御ユニット＞
図２に示すように、制御ユニット１１７は、例えばマイコンを主体に構成されたものであり、洗濯機１の動作全般を制御する機能を備えている。制御ユニット１１７には、操作パネル１１６に含まれる操作入力部１１６ａ、水槽１０２内の水位を検出する水位センサ１２１、安全スイッチ１２２、モータ１１３の回転数を検出する回転数センサ１２３、モータ１１３が有するロータの回転位置を検出する回転位置センサ９などから信号が入力される。 <Control unit>
As shown in FIG. 2, the control unit 117 is mainly composed of, for example, a microcomputer, and has a function of controlling the overall operation of the washing machine 1. The control unit 117 includes an operation input unit 116a included in the operation panel 116, a water level sensor 121 for detecting the water level in the water tank 102, a safety switch 122, a rotation speed sensor 123 for detecting the rotation speed of the motor 113, and a motor 113. A signal is input from a rotation position sensor 9 or the like that detects the rotation position of the rotor.

安全スイッチ１２２は、トップカバー１１４の下部から水槽１０２の外周面と外箱１０１の内面との間に位置するように垂下する状態に設けられる図示しない安全レバーによって操作されるものである。安全スイッチ１２２は、水槽１０２が揺れて水槽１０２の外面が上記安全レバーに当接することに伴い操作されることで、水槽１０２の揺れが大きいことを検出する。制御ユニット１１７は、これらの入力信号と、予め備えた制御プログラムに基づき、操作パネル１１６に含まれる表示部１１６ｂ、給水機構部１１８に含まれる給水弁１１８ａ、モータ１１３、切替用モータ１２４などを制御する。 The safety switch 122 is operated by a safety lever (not shown) provided so as to hang down from the lower part of the top cover 114 so as to be located between the outer peripheral surface of the water tank 102 and the inner surface of the outer box 101. The safety switch 122 is operated as the water tank 102 shakes and the outer surface of the water tank 102 comes into contact with the safety lever, thereby detecting that the water tank 102 shakes significantly. The control unit 117 controls the display unit 116b included in the operation panel 116, the water supply valve 118a included in the water supply mechanism unit 118, the motor 113, the switching motor 124, and the like based on these input signals and a control program provided in advance. do.

切替用モータ１２４は、クラッチ機構部１１２ａおよび排水弁１１０を、連動して切り替え操作するためのものである。具体的には、切替用モータ１２４により排水弁１１０を開放動作させた場合には、クラッチ機構部１１２ａは、モータ１１３によりパルセータ１０８と回転槽１０４を一体的に回転させるように切り替えられる。また、排水弁１１０を閉鎖動作させた場合には、クラッチ機構部１１２ａは、モータ１１３によりパルセータ１０８だけを独立させて回転させるように切り替えられる。なお、切替用モータ１２４の代わりに電磁ソレノイドを用いる構成とすることもできる。 The switching motor 124 is for switching the clutch mechanism portion 112a and the drain valve 110 in conjunction with each other. Specifically, when the drain valve 110 is opened by the switching motor 124, the clutch mechanism 112a is switched by the motor 113 so as to integrally rotate the pulsator 108 and the rotary tank 104. Further, when the drain valve 110 is closed, the clutch mechanism portion 112a is switched by the motor 113 so that only the pulsator 108 is independently rotated. It should be noted that an electromagnetic solenoid may be used instead of the switching motor 124.

＜洗濯機の制御系に係る電気的構成＞
図３は、モータ１１３の駆動制御系を示す機能ブロック図である。この場合、制御ユニット１１７は、モータ１１３を駆動するＰＷＭ制御方式のインバータ回路１を備えている。なお、ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。インバータ回路１は、半導体スイッチング素子である６個のＩＧＢＴ２ａ～２ｆを三相ブリッジ接続して構成されており、各ＩＧＢＴ２ａ～２ｆのコレクタ－エミッタ間には、フライホイールダイオード３ａ～３ｆが接続されている。インバータ回路１の各相出力端子は、モータ１１３の各モータ巻線１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗにそれぞれ接続されている。本実施形態では、モータ１１３として、例えばアウタロータ型の三相ブラシレスＤＣモータを採用している。 <Electrical configuration related to the control system of the washing machine>
FIG. 3 is a functional block diagram showing a drive control system of the motor 113. In this case, the control unit 117 includes a PWM control type inverter circuit 1 that drives the motor 113. PWM is an abbreviation for Pulse Width Modulation. The inverter circuit 1 is configured by connecting six IGBTs 2a to 2f, which are semiconductor switching elements, in a three-phase bridge, and flywheel diodes 3a to 3f are connected between the collector and the emitter of each IGBT 2a to 2f. There is. Each phase output terminal of the inverter circuit 1 is connected to each motor winding 113u, 113v, 113w of the motor 113, respectively. In this embodiment, for example, an outer rotor type three-phase brushless DC motor is adopted as the motor 113.

下アーム側のＩＧＢＴ２ｄのエミッタは、電流検出素子であるシャント抵抗４ａを介してグランドに接続されるとともに、抵抗素子５ａおよびコンデンサ６ａを介してグランドに接続されている。抵抗素子５ａおよびコンデンサ６ａの共通接続点は、マイコンである制御回路７のＡ／Ｄ入力２端子に接続されているとともに、過電流判定回路８の入力端子に接続されている。下アーム側のＩＧＢＴ２ｅのエミッタは、電流検出素子であるシャント抵抗４ｂを介してグランドに接続されるとともに、抵抗素子５ｂおよびコンデンサ６ｂを介してグランドに接続されている。抵抗素子５ｂおよびコンデンサ６ｂの共通接続点は、制御回路７のＡ／Ｄ入力３端子に接続されているとともに、過電流判定回路８の入力端子に接続されている。 The emitter of the IGBT 2d on the lower arm side is connected to the ground via the shunt resistor 4a, which is a current detecting element, and is connected to the ground via the resistance element 5a and the capacitor 6a. The common connection point of the resistance element 5a and the capacitor 6a is connected to the A / D input 2 terminal of the control circuit 7 which is a microcomputer, and is also connected to the input terminal of the overcurrent determination circuit 8. The emitter of the IGBT 2e on the lower arm side is connected to the ground via the shunt resistor 4b, which is a current detecting element, and is connected to the ground via the resistance element 5b and the capacitor 6b. The common connection point of the resistance element 5b and the capacitor 6b is connected to the A / D input 3 terminal of the control circuit 7 and also to the input terminal of the overcurrent determination circuit 8.

下アーム側のＩＧＢＴ２ｆのエミッタは、電流検出素子であるシャント抵抗４ｃを介してグランドに接続されるとともに、抵抗素子５ｃおよびコンデンサ６ｃを介してグランドに接続されている。抵抗素子５ｃおよびコンデンサ６ｃの共通接続点は、制御回路７のＡ／Ｄ入力４端子に接続されているとともに、過電流判定回路８の入力端子に接続されている。過電流判定回路８は、３つのコンパレータを含む構成であり、３相の電流を独立して判定する構成となっている。過電流判定回路８の出力信号は過電流検出に基づく緊急停止信号となり、制御回路７は、緊急停止入力端子を介して緊急停止信号の入力があるとインバータ回路１に対するＰＷＭ信号の出力を停止する。 The emitter of the IGBT 2f on the lower arm side is connected to the ground via the shunt resistor 4c, which is a current detecting element, and is connected to the ground via the resistance element 5c and the capacitor 6c. The common connection point of the resistance element 5c and the capacitor 6c is connected to the A / D input 4 terminal of the control circuit 7 and also to the input terminal of the overcurrent determination circuit 8. The overcurrent determination circuit 8 has a configuration including three comparators, and has a configuration in which the three-phase currents are independently determined. The output signal of the overcurrent determination circuit 8 becomes an emergency stop signal based on the overcurrent detection, and the control circuit 7 stops the output of the PWM signal to the inverter circuit 1 when the emergency stop signal is input via the emergency stop input terminal. ..

モータ１１３には、ロータの回転位置を検出する１つの回転位置センサ９が配置されている。回転位置センサ９は、磁気センサであり、例えばホールＩＣで構成され、回転位置の検出結果に対応するデジタル信号であるセンサ信号を出力する。回転位置センサ９から出力されるセンサ信号は、ＮＯＴゲート１０を介して制御回路７のセンサ入力端子に入力される。ＮＯＴゲート１０の出力端子は、コンデンサ１１を介してグランドに接続されている。 A rotation position sensor 9 for detecting the rotation position of the rotor is arranged on the motor 113. The rotation position sensor 9 is a magnetic sensor, for example, which is composed of a Hall IC and outputs a sensor signal which is a digital signal corresponding to the detection result of the rotation position. The sensor signal output from the rotation position sensor 9 is input to the sensor input terminal of the control circuit 7 via the NOT gate 10. The output terminal of the NOT gate 10 is connected to the ground via the capacitor 11.

インバータ回路１の入力側には駆動用電源回路１２が接続されている。駆動用電源回路１２は、１００Ｖの交流電源１３を、ダイオードブリッジで構成される全波整流回路１４および直列接続された２個のコンデンサ１５ａ、１５ｂにより倍電圧全波整流し、約２８０Ｖの直流電圧をインバータ回路１に供給する。第１電源回路１６は、インバータ回路１に供給される約２８０Ｖの駆動用電源を降圧して１５Ｖ電源を生成すると、モータ１１３を駆動する駆動回路１７、高圧ドライバ１９および第３電源回路２０に供給する。 A drive power supply circuit 12 is connected to the input side of the inverter circuit 1. The drive power supply circuit 12 double-voltage full-wave rectifies a 100 V AC power supply 13 by a full-wave rectifier circuit 14 composed of a diode bridge and two capacitors 15a and 15b connected in series, and has a DC voltage of about 280 V. Is supplied to the inverter circuit 1. When the drive power supply of about 280 V supplied to the inverter circuit 1 is stepped down to generate a 15 V power supply, the first power supply circuit 16 supplies the drive circuit 17, the high voltage driver 19, and the third power supply circuit 20 for driving the motor 113. do.

第２電源回路１８は、上記駆動用電源を降圧して５Ｖの制御用電源を生成し、制御回路７、回転位置センサ９などに供給する三端子レギュレータである。高圧ドライバ１９は、インバータ回路１における上アーム側のＩＧＢＴ２ａ～２ｃを駆動するために配置されている。第３電源回路２０は、第１電源回路１６により生成される１５Ｖ電源より５Ｖ電源を生成し、その電源を過電流判定回路８に供給する。制御回路７のＡ／Ｄ入力２端子、ＡＤ入力３端子およびＡＤ入力４端子は、抵抗素子２１ａ、２１ｂおよび２１ｃによりそれぞれ５Ｖ電源にプルアップされている。 The second power supply circuit 18 is a three-terminal regulator that lowers the drive power supply to generate a 5V control power supply and supplies it to the control circuit 7, the rotation position sensor 9, and the like. The high-voltage driver 19 is arranged to drive the IGBTs 2a to 2c on the upper arm side of the inverter circuit 1. The third power supply circuit 20 generates a 5V power supply from the 15V power supply generated by the first power supply circuit 16 and supplies the power supply to the overcurrent determination circuit 8. The A / D input 2 terminal, AD input 3 terminal, and AD input 4 terminal of the control circuit 7 are pulled up to a 5V power supply by the resistance elements 21a, 21b, and 21c, respectively.

駆動用電源回路１２の出力端子、インバータ回路１の正側直流母線とグランドとの間には、抵抗素子２２ａ、２２ｂの直列回路が接続されており、両者の共通接続点は、制御回路７のＡ／Ｄ入力１端子に接続されている。制御回路７は、シャント抵抗４ａ、４ｂ、４ｃの各端子電圧に基づきモータ１１３に通電される３相電流を検出し、ベクトル制御を行うことで電圧率が正弦波状に変化する三相上下分のＰＷＭ信号を生成する。制御回路７は、ＰＷＷ信号を、駆動回路１７および上側については高圧ドライバ１９をも介して、インバータ回路１を構成する各ＩＧＢＴ２ａ～２ｆのゲートに出力する。このように、制御回路７は、駆動回路１７の動作を制御することにより、各ＩＧＢＴ２ａ～２ｆからなるインバータ回路１によるモータ１１３の駆動を制御する。 A series circuit of the resistance elements 22a and 22b is connected between the output terminal of the drive power supply circuit 12 and the positive DC bus of the inverter circuit 1 and the ground, and the common connection point between the two is the control circuit 7. It is connected to one A / D input terminal. The control circuit 7 detects the three-phase current energized in the motor 113 based on the terminal voltages of the shunt resistances 4a, 4b, and 4c, and performs vector control to change the voltage rate in a sinusoidal manner. Generate a PWM signal. The control circuit 7 outputs a PWW signal to the gates of the IGBTs 2a to 2f constituting the inverter circuit 1 via the drive circuit 17 and the high-voltage driver 19 on the upper side. In this way, the control circuit 7 controls the drive of the motor 113 by the inverter circuit 1 composed of the IGBTs 2a to 2f by controlling the operation of the drive circuit 17.

駆動回路１７において各ＰＷＭ信号を入力するための各入力端子は、抵抗素子２３によりグランドにプルダウンされている。上記構成において、下アーム側のＩＧＢＴ２ｄ、２ｅ、２ｆの各エミッタと、高圧ドライバ１９との間には、ブートストラップコンデンサ２４ｄ、２４ｅ、２４ｆがそれぞれ接続されている。上記構成では、ＩＧＢＴ２ａ～２ｆのスイッチング動作に伴ってブートストラップコンデンサ２４ｄ～２４ｆが充電されることで、高圧ドライバ１９が上アーム側のＩＧＢＴ２ａ～２ｃのゲートを駆動するための電源電圧が生成されるようになっている。上記構成では、モータ１１３の巻線１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗには、２８０Ｖ程度の電圧が印加されるとともに、５～１０Ａ程度の電流が流れる。 Each input terminal for inputting each PWM signal in the drive circuit 17 is pulled down to the ground by the resistance element 23. In the above configuration, bootstrap capacitors 24d, 24e, and 24f are connected between the emitters of the IGBTs 2d, 2e, and 2f on the lower arm side and the high-voltage driver 19, respectively. In the above configuration, the bootstrap capacitors 24d to 24f are charged along with the switching operation of the IGBTs 2a to 2f, so that the high voltage driver 19 generates a power supply voltage for driving the gates of the IGBTs 2a to 2c on the upper arm side. It has become like. In the above configuration, a voltage of about 280V is applied to the windings 113u, 113v, 113w of the motor 113, and a current of about 5 to 10A flows.

このように、本実施形態において、制御回路７は、モータ１１３の三相の電流を個別に検出する電流検出部として機能するとともに、インバータ回路１を介してモータ１１３をベクトル制御する制御部として機能する。また、本実施形態において、制御回路７は、モータ１１３の断線を検出する断線検出部として機能するとともに、後述するような動作を行う異常処理部として機能する。制御回路７による断線検出部としての機能は、具体的には次のようなものとなる。 As described above, in the present embodiment, the control circuit 7 functions as a current detection unit that individually detects the three-phase currents of the motor 113, and also functions as a control unit that vector-controls the motor 113 via the inverter circuit 1. do. Further, in the present embodiment, the control circuit 7 functions as a disconnection detection unit for detecting the disconnection of the motor 113, and also functions as an abnormality handling unit that performs an operation as described later. Specifically, the function of the control circuit 7 as a disconnection detection unit is as follows.

すなわち、制御回路７は、モータ１１３が減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する期間中に検出されたモータ１１３の三相の電流値について平滑化する平滑化処理を実行し、三相の電流のうち一相の電流値が他の二相の電流値のうち少なくとも一方の電流値に比較して所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に断線を検出する。このような制御回路７による断線検出は、モータ１１３の起動後で回転数が安定しているときに実施される。具体的には、制御回路７は、モータ１１３の回転数が所定の閾値回転数以上であるときに上記したようにして断線を検出する。なお、閾値回転数は、例えば５００ｒｐｍに設定されている。 That is, the control circuit 7 executes a smoothing process for smoothing the three-phase current values of the motor 113 detected during the period in which the motor 113 rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear, and the three-phase current is executed. A disconnection is detected when the state in which the current value of one phase is equal to or less than a predetermined value as compared with the current value of at least one of the current values of the other two phases continues for a predetermined time. Such disconnection detection by the control circuit 7 is performed when the rotation speed is stable after the motor 113 is started. Specifically, the control circuit 7 detects disconnection as described above when the rotation speed of the motor 113 is equal to or higher than a predetermined threshold rotation speed. The threshold rotation speed is set to, for example, 500 rpm.

上記した平滑化処理は、具体的には次のように行われる。すなわち、制御回路７は、検出されたモータ１１３の三相の電流値について移動平均を求めることにより平滑化するようになっている。この場合、上記した移動平均の時間は、モータ１１３の回転に伴う電流の変化周期の整数倍に設定される。本実施形態では、上記した移動平均の時間は、電流の変化周期の１０倍、つまり電流の１０周期に設定されている。また、制御回路７は、インバータ回路１の出力電圧が所定電圧以上であり、且つモータ１１３の三相の電流値の全てが所定値以下である場合に断線を検出する。 Specifically, the smoothing process described above is performed as follows. That is, the control circuit 7 is designed to be smoothed by obtaining a moving average for the detected three-phase current values of the motor 113. In this case, the above-mentioned moving average time is set to an integral multiple of the current change cycle accompanying the rotation of the motor 113. In the present embodiment, the moving average time described above is set to 10 times the current change cycle, that is, 10 cycles of the current. Further, the control circuit 7 detects disconnection when the output voltage of the inverter circuit 1 is equal to or higher than the predetermined voltage and all the current values of the three phases of the motor 113 are equal to or lower than the predetermined value.

さらに、本実施形態において、制御回路７は、モータ１１３の電流が所定の判定電流より大きいときにモータ１１３に過大な電流が流れている過電流状態を検知する過電流検知部として機能するとともに、モータ１１３の回転数が所定の判定回転数未満であるときにモータ１１３の回転が異常である回転異常を検知する回転異常検知部として機能する。制御回路７による異常報知部としての機能は、具体的には次のようなものとなる。 Further, in the present embodiment, the control circuit 7 functions as an overcurrent detection unit that detects an overcurrent state in which an excessive current is flowing in the motor 113 when the current of the motor 113 is larger than a predetermined determination current. It functions as a rotation abnormality detecting unit that detects a rotation abnormality in which the rotation of the motor 113 is abnormal when the rotation speed of the motor 113 is less than a predetermined determination rotation speed. Specifically, the function of the control circuit 7 as an abnormality notification unit is as follows.

すなわち、制御回路７は、断線検出部としての機能により断線が検出されるとモータ１１３の回転を停止させるとともに異常報知を行う。異常報知は、操作パネル１１６の表示部１１６ｂおよび図示しないブザーなどによりユーザに対して異常を報知する処理である。また、制御回路７は、過電流検知部としての機能により過電流状態が検知された場合または回転異常検知部としての機能により回転異常が検知された場合にもモータ１１３の回転を停止させるとともに上記異常報知を行う。 That is, when the disconnection is detected by the function as the disconnection detection unit, the control circuit 7 stops the rotation of the motor 113 and notifies the abnormality. The abnormality notification is a process of notifying the user of an abnormality by means of a display unit 116b of the operation panel 116, a buzzer (not shown), or the like. Further, the control circuit 7 stops the rotation of the motor 113 even when the overcurrent state is detected by the function as the overcurrent detection unit or the rotation abnormality is detected by the function as the rotation abnormality detection unit, and the above-mentioned Notify the abnormality.

＜モータの構成＞
モータ１１３の具体的な構成としては、例えば図４および図５に示すような構成を採用することができる。モータ１１３は、図４に示すステータ３１を備えている。ステータ３１は、ステータコアおよびステータ巻線をモールド樹脂により一体化した構成となっている。この場合、ステータ３１には、その１周にわたって等間隔で１８個のスロット３２が設けられている。つまり、ステータ３１は、１８スロットの構成となっている。なお、図４では、一部のスロット３２だけが図示されている。 <Motor configuration>
As a specific configuration of the motor 113, for example, the configurations shown in FIGS. 4 and 5 can be adopted. The motor 113 includes a stator 31 shown in FIG. The stator 31 has a structure in which a stator core and a stator winding are integrated with a mold resin. In this case, the stator 31 is provided with 18 slots 32 at equal intervals over one circumference thereof. That is, the stator 31 has an 18-slot configuration. In FIG. 4, only a part of the slots 32 are shown.

また、モータ１１３は、図５に示すロータ３３を備えている。ロータ３３は、フレーム、ロータコアおよび複数の磁石３４をモールド樹脂により一体化した構成となっている。この場合、ロータ３３には、その１周にわたって等間隔で１２個の永久磁石である磁石３４が設けられている。つまり、ロータ３３は、１２極の構成となっている。 Further, the motor 113 includes a rotor 33 shown in FIG. The rotor 33 has a structure in which a frame, a rotor core, and a plurality of magnets 34 are integrated with a mold resin. In this case, the rotor 33 is provided with magnets 34, which are twelve permanent magnets, at equal intervals over one circumference thereof. That is, the rotor 33 has a 12-pole configuration.

＜水流形状＞
上記構成の洗濯機１００では、洗い行程時またはすすぎ行程時、つまりモータ１１３が減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する期間、水槽１０２内の水の水流形状は、図６に示すように変化する。なお、図６において、縦軸は、モータ１１３の回転数、ひいては水槽１０２内の水の水流形状を示しており、０を境界に上側が正転方向、下側が反転方向となっている。すなわち、モータ１１３の回転数が正転方向に大きくなると水流形状も同様に正転方向に大きくなる。このとき、モータ１１３の回転数は、約０．２秒かけて所定の回転数まで漸増し、その状態が約０．８秒継続され、その後は０ｒｐｍとなるように低下する。 <Water flow shape>
In the washing machine 100 having the above configuration, the shape of the water flow in the water tank 102 changes as shown in FIG. 6 during the washing process or the rinsing process, that is, during the period in which the motor 113 rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear. do. In FIG. 6, the vertical axis shows the rotation speed of the motor 113, and thus the water flow shape of the water in the water tank 102. The upper side is the normal rotation direction and the lower side is the reverse direction with 0 as a boundary. That is, when the rotation speed of the motor 113 increases in the normal rotation direction, the water flow shape also increases in the normal rotation direction. At this time, the rotation speed of the motor 113 gradually increases to a predetermined rotation speed over about 0.2 seconds, the state is continued for about 0.8 seconds, and then decreases to 0 rpm.

その後、モータ１１３の回転数が反転方向に大きくなると水流形状も同様に反転方向に大きくなる。このとき、モータ１１３の回転数は、約０．２秒かけて所定の回転数まで漸増し、その状態が約０．８秒継続され、その後は０ｒｐｍとなるように低下する。このように、上記構成の洗濯機１００では、モータ１１３が減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する期間、水槽１０２の水の水流形状は、約１秒毎に正転および反転を繰り返すような形状となる。 After that, when the rotation speed of the motor 113 increases in the reversing direction, the water flow shape also increases in the reversing direction. At this time, the rotation speed of the motor 113 gradually increases to a predetermined rotation speed over about 0.2 seconds, the state is continued for about 0.8 seconds, and then decreases to 0 rpm. As described above, in the washing machine 100 having the above configuration, the water flow shape of the water tank 102 repeats forward rotation and inversion about every second during the period in which the motor 113 rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear. It becomes a shape.

次に、上記構成の制御回路７により行われる断線検出に関する具体的な処理内容について、図７のタイミングチャートを参照して説明する。
この場合、洗い行程時にモータ１１３およびパルセータ１０８の回転数が洗い時の安定回転数で一定とされている状態において、モータ１１３のＶ相の巻線１１３ｖが０．３秒間の瞬時断線したケースを想定している。なお、本実施形態において、洗い時の安定回転数としては、モータ１１３の回転数が８５０ｒｐｍとなっており、パルセータ１０８の回転数が１７０ｒｐｍとなっている。 Next, the specific processing contents related to the disconnection detection performed by the control circuit 7 having the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. 7.
In this case, in a state where the rotation speeds of the motor 113 and the pulsator 108 are constant at the stable rotation speed during the washing stroke, the V-phase winding 113v of the motor 113 is instantaneously disconnected for 0.3 seconds. I'm assuming. In the present embodiment, the stable rotation speed at the time of washing is 850 rpm for the motor 113 and 170 rpm for the pulsator 108.

図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、モータ１１３の各巻線１１３ｕ、１１３ｖ、１１３ｗに流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、交流電流であるため、それらを検出した電流値そのままでは値を判定することができない。そこで、制御回路７は、検出した三相の電流値について、絶対値処理を行い、その後にモータ電流の１０周期区間で移動平均を求めることにより平滑化する平滑化処理を行う。このようにして得られる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出値の平滑後の値は、図７（ｄ）に示すように、変動の少ない一定値となる。 As shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the currents Iu, Iv, and Iw flowing through the windings 113u, 113v, and 113w of the motor 113 are alternating currents, so that the currents detected by them are currents. The value cannot be determined as it is. Therefore, the control circuit 7 performs an absolute value process on the detected three-phase current values, and then performs a smoothing process for smoothing by obtaining a moving average in a 10-cycle section of the motor current. As shown in FIG. 7D, the smoothed values of the detected values of the currents Iu, Iv, and Iw thus obtained are constant values with little fluctuation.

なお、以下の説明および図７では、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの検出値の平滑後の値のことを、それぞれ平均電流Ｉｕａ、Ｉｖａ、Ｉｗａと称することとする。なお、図７（ｄ）では、平均電流Ｉｕａを実線で示し、平均電流Ｉｖａを一点鎖線で示し、平均電流Ｉｗａを点線で示している。この場合、Ｖ相の巻線１１３ｖが瞬時断線すると、電流Ｉｖが０となり、それにより、平均電流Ｉｖａは、上記した一定値から０に向けて低下し始め、電流Ｉｖが０となった時点から０．１秒程度遅れた時点において０となる。 In the following description and FIG. 7, the smoothed values of the detected values of the currents Iu, Iv, and Iw are referred to as average currents Iua, Iva, and Iwa, respectively. In FIG. 7D, the average current Iua is shown by a solid line, the average current Iva is shown by a alternate long and short dash line, and the average current Iwa is shown by a dotted line. In this case, when the V-phase winding 113v is instantaneously disconnected, the current Iv becomes 0, so that the average current Iva begins to decrease from the above-mentioned constant value toward 0, and from the time when the current Iv becomes 0. It becomes 0 when it is delayed by about 0.1 seconds.

その後、Ｖ相の巻線１１３ｖの瞬時断線が解消されると、電流Ｉｖが定常時の値となり、それにより、平均電流Ｉｖａは、０から上記した一定値に向けて上昇し始め、電流Ｉｖが定常時の値となった時点から０．１秒程度遅れた時点において上記した一定値となる。これに対し、平均電流Ｉｕａおよび平均電流Ｉｗａは、上記した一定値のまま変動していない。このようなことから、制御回路７は、平均電流Ｉｖａと、平均電流Ｉｕａ、Ｉｗａの一方または双方と比較し、それらの差が所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に、Ｖ相の巻線１１３ｖの断線を検出することができる。 After that, when the instantaneous disconnection of the V-phase winding 113v is eliminated, the current Iv becomes a steady-state value, whereby the average current Iva starts to rise from 0 toward the above-mentioned constant value, and the current Iv becomes. The above-mentioned constant value is obtained when the value is delayed by about 0.1 second from the time when the value becomes the constant value. On the other hand, the average current Iua and the average current Iwa remain unchanged at the above-mentioned constant values. Therefore, the control circuit 7 compares the average current Iva with one or both of the average currents Iua and Iwa, and when the state in which the difference between them is equal to or less than a predetermined value continues for a predetermined time, the V phase The disconnection of the winding 113v can be detected.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の洗濯機１００において、モータ１１３は、回転槽１０４を回転駆動するとともに、減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する。このような構成において、モータ１１３の駆動を制御する制御回路７は、モータ１１３が減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する期間中に検出された三相の電流値について平滑化する平滑化処理を実行し、三相の電流のうち一相の電流値が他の二相の電流値のうち少なくとも一方の電流値に比較して所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に断線を検出する。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the washing machine 100 of the present embodiment, the motor 113 rotationally drives the rotary tank 104 and rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear. In such a configuration, the control circuit 7 that controls the drive of the motor 113 is a smoothing process that smoothes the three-phase current values detected during the period in which the motor 113 rotationally drives the pulsator 108 via the reduction gear. Is executed, and disconnection is detected when the current value of one phase of the three-phase current remains below the predetermined value compared to the current value of at least one of the other two-phase current values for a predetermined time. do.

このような構成によれば、平滑化処理に要する時間は、同様に三相の電流値について平滑化を行う第２の従来技術に比べ、大幅に短縮することができる。なぜなら、この場合、減速ギアを介してパルセータ１０８を回転駆動する期間中におけるモータ１１３の回転数、ひいてはモータ１１３の電流の周波数は、減速ギアを介さずに回転槽１０４を回転駆動する期間中におけるモータ１１３の電流の周波数に比べ、大幅に高くなる。そのため、上記構成によれば、モータ１１３の電流値について平滑化する平滑化処理に要する時間は、減速ギアの存在しない第２の従来技術における平滑化処理に要する時間に比べ、大幅に短縮される。 According to such a configuration, the time required for the smoothing process can be significantly shortened as compared with the second conventional technique for smoothing the three-phase current values. This is because, in this case, the rotation speed of the motor 113 during the period in which the pulsator 108 is rotationally driven via the reduction gear, and thus the frequency of the current of the motor 113, is determined during the period in which the rotary tank 104 is rotationally driven without the reduction gear. It is significantly higher than the frequency of the current of the motor 113. Therefore, according to the above configuration, the time required for the smoothing process for smoothing the current value of the motor 113 is significantly shortened as compared with the time required for the smoothing process in the second conventional technique in which the reduction gear does not exist. ..

したがって、本実施形態によれば、回転槽１０４を回転駆動するモータ１１３の断線を精度良く検出しつつ断線検出に要する時間を短くすることができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態によれば、上述したように断線検出に要する時間が短縮される、つまり、断線検出における検知速度が向上することから、半断線や回転揺れ時などの瞬時断線を検出することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain an excellent effect that the time required for the disconnection detection can be shortened while accurately detecting the disconnection of the motor 113 that rotationally drives the rotary tank 104. Further, according to the present embodiment, as described above, the time required for disconnection detection is shortened, that is, the detection speed in disconnection detection is improved, so that instantaneous disconnection such as half disconnection or rotational shaking is detected. Can be done.

モータ１１３に断線が生じるとモータ１１３の回転数が低下することから、モータ１１３の回転数に基づいて断線検出を行う方法を採用することも考えられる。しかし、このような断線検出には、次のような課題がある。すなわち、モータ１１３は断線したとしてもしばらくは惰性で回転する。このような惰性での回転は、本実施形態のように、減速ギアを有する構成では特に顕著に表れる。そのため、回転数に基づいて断線検出を行う方法では、素早く断線を検出することができず、また、瞬時断線には対応することができない。これに対し、本実施形態の制御回路７による平滑化処理後の三相の電流値に基づく断線検出によれば、回転数に基づいて断線検出を行う方法に比べ、より素早く断線を検出することができるうえ、その断線検出の精度を高くすることができ、さらには、瞬時断線にも対応することができる。 Since the rotation speed of the motor 113 decreases when the disconnection occurs in the motor 113, it is conceivable to adopt a method of detecting the disconnection based on the rotation speed of the motor 113. However, such disconnection detection has the following problems. That is, even if the motor 113 is disconnected, it will rotate by inertia for a while. Such rotation by inertia is particularly remarkable in a configuration having a reduction gear as in the present embodiment. Therefore, in the method of detecting the disconnection based on the rotation speed, the disconnection cannot be detected quickly, and the instantaneous disconnection cannot be dealt with. On the other hand, according to the disconnection detection based on the three-phase current values after the smoothing process by the control circuit 7 of the present embodiment, the disconnection is detected more quickly than the method of detecting the disconnection based on the rotation speed. In addition, the accuracy of the disconnection detection can be improved, and further, the instantaneous disconnection can be dealt with.

制御回路７は、インバータ回路１の出力電圧が所定電圧以上であり、且つモータ１１３の三相の電流値の全てが所定値以下である場合に断線を検出する。このようにすれば、モータ１１３の三相のうち一相だけの断線に限らず、二相以上の断線についても検知することができる。また、制御回路７は、検出されたモータ１１３の三相の電流値について移動平均を求めることにより平滑化するようになっており、その移動平均の時間は、モータ１１３の回転に伴う電流の変化周期の整数倍に設定されている。このようにすれば、三相の電流値についての平滑に要する時間を短く抑えつつ移動平均後の電流値の変動リップルが小さく抑えられるため、断線検出の精度を一層高めることができる。 The control circuit 7 detects disconnection when the output voltage of the inverter circuit 1 is equal to or higher than a predetermined voltage and all the current values of the three phases of the motor 113 are equal to or lower than the predetermined value. By doing so, it is possible to detect not only the disconnection of only one of the three phases of the motor 113 but also the disconnection of two or more phases. Further, the control circuit 7 is designed to smooth the detected three-phase current values of the motor 113 by obtaining a moving average, and the moving average time is a change in the current accompanying the rotation of the motor 113. It is set to an integral multiple of the cycle. By doing so, the time required for smoothing the three-phase current values can be kept short, and the fluctuation ripple of the current values after the moving average can be kept small, so that the accuracy of disconnection detection can be further improved.

上記構成では、モータ１１３の回転数が高い領域でモータ１１３の三相のうち一相だけが断線した場合、他の二相の電流は、誘起電圧によりインバータ回路１の動作が妨げられることなどから急激には増加し難いことから、モータ電流に基づいた判定が困難となる。そこで、本実施形態では、制御回路７による平滑化処理後の三相の電流値に基づく断線検出は、モータ１１３の起動後で回転数が安定しているときに実施される。具体的には、制御回路７は、モータ１１３の回転数が所定の閾値回転数以上であるとき、つまりモータ１１３の回転数が高い領域にあるとき、上記したようにして断線を検出する。 In the above configuration, when only one of the three phases of the motor 113 is disconnected in the region where the rotation speed of the motor 113 is high, the current of the other two phases hinders the operation of the inverter circuit 1 due to the induced voltage. Since it is difficult to increase rapidly, it is difficult to make a determination based on the motor current. Therefore, in the present embodiment, the disconnection detection based on the three-phase current values after the smoothing process by the control circuit 7 is performed when the rotation speed is stable after the motor 113 is started. Specifically, the control circuit 7 detects the disconnection as described above when the rotation speed of the motor 113 is equal to or higher than a predetermined threshold rotation speed, that is, when the rotation speed of the motor 113 is in a high region.

このようにすれば、モータ１１３の回転数が高い領域にあるときについて、モータ１１３の三相のうち一相だけの断線を精度良く検出することができる。また、制御回路７は、モータ１１３の電流が所定の判定電流より大きいときにモータ１１３に過大な電流が流れている過電流状態を検知する過電流検知部として機能するとともに、過電流状態が検知された場合にも断線が検出された場合と同様にモータ１１３の回転を停止させるとともに異常報知を行う。このようにすれば、次のような効果が得られる。 By doing so, it is possible to accurately detect the disconnection of only one of the three phases of the motor 113 when the rotation speed of the motor 113 is in a high region. Further, the control circuit 7 functions as an overcurrent detection unit for detecting an overcurrent state in which an excessive current is flowing in the motor 113 when the current of the motor 113 is larger than a predetermined determination current, and also detects the overcurrent state. Even if the disconnection is detected, the rotation of the motor 113 is stopped and an abnormality is notified in the same manner as when the disconnection is detected. By doing so, the following effects can be obtained.

すなわち、モータ１１３の回転数が所定の閾値回転数未満であるとき、つまりモータ１１３の回転数が低い領域にあるとき、制御回路７による平滑化処理後の三相の電流値に基づく断線検出は行われない。しかし、このとき、モータ１１３の三相のうち一相だけが断線すると他の二相の電流が急激に増加するため、過電流状態が検知され、その結果、モータ１１３の回転数が低い領域にあるときにおける一相だけの断線についても確実に検出することができる。 That is, when the rotation speed of the motor 113 is less than a predetermined threshold rotation speed, that is, when the rotation speed of the motor 113 is in a low region, the disconnection detection based on the three-phase current value after the smoothing process by the control circuit 7 is performed. Not done. However, at this time, if only one of the three phases of the motor 113 is disconnected, the currents of the other two phases increase rapidly, so that an overcurrent state is detected, and as a result, the rotation speed of the motor 113 is low. It is possible to reliably detect a disconnection of only one phase at a certain time.

モータ１１３の三相のうち二相以上に断線が生じると、モータ１１３は、回転できなくなり、やがては停止する。そこで、制御回路７は、モータ１１３の回転数が所定の判定回転数未満であるときにモータ１１３の回転が異常である回転異常を検知する回転異常検知部として機能するとともに、回転異常が検知された場合にもモータ１１３の回転を停止させるとともに異常報知を行う。このようにすれば、モータ１１３の回転数が低い領域および高い領域のいずれにあるときでも、モータ１１３の三相のうち一相だけの断線に限らず、二相以上の断線についても検知することができる。 If two or more of the three phases of the motor 113 are disconnected, the motor 113 cannot rotate and eventually stops. Therefore, the control circuit 7 functions as a rotation abnormality detecting unit for detecting a rotation abnormality in which the rotation of the motor 113 is abnormal when the rotation speed of the motor 113 is less than a predetermined determination rotation speed, and the rotation abnormality is detected. Even in such a case, the rotation of the motor 113 is stopped and an abnormality is notified. By doing so, it is possible to detect not only the disconnection of only one of the three phases of the motor 113 but also the disconnection of two or more phases regardless of whether the rotation speed of the motor 113 is in the low region or the high region. Can be done.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図８を参照して説明する。
本実施形態では、第１実施形態に対し、制御回路７における断線検出に関する処理内容に変更が加えられている。本実施形態の制御回路７は、例えば図８に示すような内容の処理を行うようになっている。図８に示すように、ステップＳ１００では、異常検出が実施される。異常検出には、平滑化処理後の三相の電流値に基づく断線検出による瞬時断線の検出、過電流の検出、過電圧の検出、回転不良の検出などが含まれる。ステップＳ１００の実行後はステップＳ２００に進み、例えば３回連続など、複数回連続して異常が検出されたか否かが判断される。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the processing content related to the disconnection detection in the control circuit 7 is changed from the first embodiment. The control circuit 7 of the present embodiment is designed to perform processing as shown in FIG. 8, for example. As shown in FIG. 8, in step S100, abnormality detection is performed. Abnormality detection includes detection of instantaneous disconnection by disconnection detection based on the three-phase current values after smoothing processing, overcurrent detection, overvoltage detection, rotation failure detection, and the like. After the execution of step S100, the process proceeds to step S200, and it is determined whether or not an abnormality has been detected a plurality of times in succession, for example, three times in a row.

ここで、複数回連続して異常が検出されていない場合、ステップＳ２００で「ＮＯ」となり、ステップＳ１００に戻る。これに対し、複数回連続して異常が検出された場合、ステップＳ２００で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、モータ１１３に瞬時断線などの異常が生じたと判断され、モータ１１３の回転が停止される。ステップＳ３００の実行後はステップＳ４００に進み、モータ１１３に対して所定の検査用電流を流す制御が行われ、その検査用電流による断線検出が実施される。このようなステップＳ４００は、完全断線を検出する処理となる。 Here, if no abnormality is detected consecutively a plurality of times, the result is "NO" in step S200, and the process returns to step S100. On the other hand, if an abnormality is detected a plurality of times in succession, the result is "YES" in step S200, and the process proceeds to step S300. In step S300, it is determined that an abnormality such as an instantaneous disconnection has occurred in the motor 113, and the rotation of the motor 113 is stopped. After the execution of step S300, the process proceeds to step S400, control is performed to flow a predetermined inspection current to the motor 113, and disconnection detection is performed by the inspection current. Such step S400 is a process for detecting a complete disconnection.

ステップＳ４００の実行後はステップＳ５００に進み、断線が検出されたか否かが判断される。ここで、断線が検出されない場合、ステップＳ５００で「ＮＯ」となり、ステップＳ６００に進む。ステップＳ６００では、検出された異常の要因をユーザに対して報知する異常要因報知処理が実施される。異常の要因とは、前述した瞬時断線、過電流、過電圧、回転不良などである。これに対し、断線が検出された場合、ステップＳ５００で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ７００に進む。 After the execution of step S400, the process proceeds to step S500, and it is determined whether or not the disconnection is detected. Here, if the disconnection is not detected, the result is "NO" in step S500, and the process proceeds to step S600. In step S600, an abnormality factor notification process for notifying the user of the detected abnormality factor is performed. The causes of the abnormality are the above-mentioned instantaneous disconnection, overcurrent, overvoltage, rotation failure and the like. On the other hand, when the disconnection is detected, the result is "YES" in step S500, and the process proceeds to step S700.

ステップＳ７００では、モータ１１３に完全断線が生じたと判断され、完全断線が発生した旨をユーザに対して報知する完全断線報知処理が実施される。ステップＳ６００またはＳ７００の実行後、本処理が終了となる。このような本実施形態の断線検出によれば、実際には断線が生じていないにもかかわらず断線を検知してしまう誤検知の発生を抑制しつつ、実際に断線が生じた場合にはその断線を確実に検知することができるため、安全性を向上することができる。 In step S700, it is determined that the motor 113 has a complete disconnection, and a complete disconnection notification process for notifying the user that the complete disconnection has occurred is performed. After the execution of step S600 or S700, this process ends. According to the disconnection detection of the present embodiment as described above, the occurrence of false detection in which the disconnection is detected even though the disconnection does not actually occur is suppressed, and when the disconnection actually occurs, the disconnection is suppressed. Since the disconnection can be detected reliably, the safety can be improved.

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
制御回路７は、三相の電流のうち一相の電流値と他の二相の電流値の双方の電流値と比較するための具体的な手法として、三相の電流のうち一相の電流値と三相の合計の電流値とを比較することもできる。 (Other embodiments)
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be arbitrarily modified, combined, or extended without departing from the gist thereof.
The numerical values and the like shown in the above embodiments are examples, and the present invention is not limited thereto.
The control circuit 7 is a one-phase current among the three-phase currents as a specific method for comparing the current values of both the one-phase current value and the other two-phase current values among the three-phase currents. It is also possible to compare the value with the total current value of the three phases.

以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

図面中、１はインバータ回路、７は制御回路、１００は洗濯機、１０４は回転槽、１０８はパルセータ、１１３はモータを示す。 In the drawing, 1 is an inverter circuit, 7 is a control circuit, 100 is a washing machine, 104 is a rotary tank, 108 is a pulsator, and 113 is a motor.

Claims (5)

衣類が収容される回転槽と、
前記回転槽の内部に回転可能に設けられるパルセータと、
前記回転槽を回転駆動するとともに減速ギアを介して前記パルセータを回転駆動する三相ブラシレスＤＣモータであるモータと、
前記モータを駆動するＰＷＭ制御方式のインバータ回路と、
前記モータの三相の電流を個別に検出する電流検出部と、
前記インバータ回路を介して前記モータをベクトル制御する制御部と、
前記モータの断線を検出する断線検出部と、
前記断線検出部により断線が検出されると前記モータの回転を停止させるとともに異常報知を行う異常処理部と、
を備え、
前記断線検出部は、前記モータが前記減速ギアを介して前記パルセータを回転駆動する期間中に前記電流検出部により検出された電流値について平滑化する平滑化処理を実行し、前記三相の電流のうち一相の電流値が他の二相の電流値のうち少なくとも一方の電流値に比較して所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に断線を検出する洗濯機。 A rotating tank that houses clothes and
A pulsator provided rotatably inside the rotary tank and
A motor that is a three-phase brushless DC motor that rotationally drives the rotary tank and rotationally drives the pulsator via a reduction gear, and a motor.
The PWM control type inverter circuit that drives the motor and
A current detector that individually detects the three-phase currents of the motor,
A control unit that vector-controls the motor via the inverter circuit,
A disconnection detection unit that detects disconnection of the motor,
When the disconnection is detected by the disconnection detection unit, the rotation of the motor is stopped and the abnormality processing unit that notifies the abnormality.
Equipped with
The disconnection detection unit executes a smoothing process for smoothing the current value detected by the current detection unit during the period in which the motor rotationally drives the pulsator via the reduction gear, and the three-phase current. A washing machine that detects disconnection when the current value of one phase is equal to or less than a predetermined value compared to the current value of at least one of the other two phases for a predetermined time. 前記断線検出部は、前記インバータ回路の出力電圧が所定電圧以上であり、且つ前記モータの三相の電流値の全てが所定値以下である場合に断線を検出する請求項１に記載の洗濯機。 The washing machine according to claim 1, wherein the disconnection detecting unit detects disconnection when the output voltage of the inverter circuit is equal to or higher than a predetermined voltage and all the current values of the three phases of the motor are equal to or lower than a predetermined value. .. 前記断線検出部は、前記電流検出部により検出された電流値について移動平均を求めることにより平滑化するようになっており、
前記移動平均の時間は、前記モータの回転に伴う電流の変化周期の整数倍に設定されている請求項１または２に記載の洗濯機。 The disconnection detection unit is designed to smooth the current value detected by the current detection unit by obtaining a moving average.
The washing machine according to claim 1 or 2, wherein the moving average time is set to an integral multiple of the change cycle of the current accompanying the rotation of the motor. 前記断線検出部は、前記モータの回転数が所定の閾値回転数以上であるときに断線を検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の洗濯機。 The washing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the disconnection detecting unit detects disconnection when the rotation speed of the motor is equal to or higher than a predetermined threshold rotation speed. 前記モータの電流が所定の判定電流より大きいときに前記モータに過大な電流が流れている過電流状態を検知する過電流検知部と、
前記モータの回転数が所定の判定回転数未満であるときに前記モータの回転が異常である回転異常を検知する回転異常検知部と、
を備え、
前記異常処理部は、前記過電流検知部により前記過電流状態が検知された場合または前記回転異常検知部により前記回転異常が検知された場合にも前記モータの回転を停止させるとともに前記異常報知を行う請求項４に記載の洗濯機。 An overcurrent detection unit that detects an overcurrent state in which an excessive current is flowing in the motor when the current of the motor is larger than a predetermined determination current.
A rotation abnormality detection unit that detects a rotation abnormality in which the rotation of the motor is abnormal when the rotation speed of the motor is less than a predetermined determination rotation speed.
Equipped with
The abnormality processing unit also stops the rotation of the motor and notifies the abnormality even when the overcurrent state is detected by the overcurrent detection unit or when the rotation abnormality is detected by the rotation abnormality detection unit. The washing machine according to claim 4.
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